本实用新型专利技术公开了一种常水头的渗透试验装置。所述渗透试验装置包括渗透仪和量测装置，所述渗透仪和量测装置通过管道连接；所述渗透仪包括底座、圆筒，底座和圆筒连接；圆筒的侧壁上从下到上分布有进水口、导流槽和溢流槽，导流槽将溢流槽溢出的水排出渗透仪，圆筒内设置有可拆卸更换的滤板，滤板平行于底座且高于进水口设置；装样时，进水口与供水水源相连通，使水从渗透仪的底部注入；试验时，供水水源调整至圆筒的顶部，使水从渗透仪的顶部注入；所述量测装置包括镜面刻度板和测压管，镜面刻度板用于测量测压管的水位，测压管固定在镜面刻度板前。相比较现有传统的常水头试验测量仪，该装置具有质量轻、操作简便、易于观察、测量精度高等特点。
A constant head permeability test device
【技术实现步骤摘要】
一种常水头的渗透试验装置
本技术属于一种土工
，具体涉及一种常水头渗透试验装置。
技术介绍
土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透性是土体重要的工程性质，对土体的强度和变形有较大影响。土的渗透性大小由渗透系数来衡量，渗透系数是反映水在土孔隙中渗流性能的参数，在土壤处理污水、岩土工程施工、农业土壤环境研究中起着重要的作用。因此如何正确、方便、准确的测定土的渗透系数在科研和工作中是至关重要的。渗透系数的是通过渗透试验得到的。目前渗透试验装置分为常水头和变水头的，常水头渗透试验装置是在恒定水头作用下测定粗粒土渗透性能的装置，在水力学、地下水动力学、流体力学及水文地质学等多个研究方向被广泛使用。目前市面上常见的常水头渗透试验仪均通过一个细小的排水孔来控制水头高度，排水量有限，当供水速度较大时，会因排水孔排水不及时导致仪器内水面上升，无法维持恒定的水头。此外，市面上常见的常水头渗透仪的筒身或测压管嘴大都为金属材质制作而成，在试验过程中无法得知仪器内部试样状况及气泡残留情况，导致试验结果离散性较大，精度不高。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种常水头的渗透试验装置。本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本技术提供一种常水头的渗透试验装置，所述渗透试验装置包括渗透仪和量测装置，所述渗透仪和量测装置通过管道连接；所述渗透仪包括底座、圆筒，底座和圆筒连接；圆筒的侧壁上从下到上分布有进水口、导流槽和溢流槽，导流槽将溢流槽溢出的水排出渗透仪，圆筒内设置有可拆卸更换的滤板，滤板平行于底座且高于进水口设置；装样时，进水口与供水水源相连通，使水从渗透仪的底部注入；试验时，供水水源调整至圆筒的顶部，使水从渗透仪的顶部注入；所述量测装置包括镜面刻度板和测压管，镜面刻度板用于测量测压管的水位，测压管固定在镜面刻度板前，当测压管的水位线和所述水位线在镜面刻度板上的投影线重合时，说明量测人员的视线水平，此时读取的刻度板上的读数即为准确读数。优选地，所述渗透仪还包括测压孔，测压孔分布在圆筒壁上，所述管道的一端连通测压孔，另一端连通测压管的下端。优选地，所述测压孔包括第一测压孔、第二测压孔和第三测压孔，第一测压孔、第二测压孔和第三测压孔在圆筒壁上从上到下依次设置，测压管包括第一测压管、第二测压管和第三测压管，第一测压管和第一测压孔相连通，第二测压管和第二测压孔相连通，第三测压管和第三测压孔相连通。优选地，在测压孔处设置两层滤网，两层滤网平行重叠放置，用亚克力管将两层滤网嵌固在圆筒壁上，防止土壤颗粒从测压孔漏出，阻塞管道，有利于连接管道；所述亚克力管包括大直径亚克力管和小直径亚克力管，大直径亚克力管套在小直径亚克力管上，小直径亚克力管连接两层滤网的一端嵌固在测压孔处，另一端连接管道。优选地，所述渗透仪由亚克力材料制成。优选地，所述溢流槽为弧形，弧形长度为圆筒周长的1/4～1/3，溢流槽的槽口在圆筒壁内侧的截面1小于槽口在圆筒壁外侧的截面2，截面1的边缘和截面2的边缘连接形成斜面，所述斜面与圆筒壁内侧面形成的夹角为44～46°。优选地，所述量测装置还包括测压架，用于固定测压管和镜面刻度板，所述镜面刻度板由亚克力材料制作。透明的亚力克材质，可使渗透试验从验漏、装样、饱和到渗透全过程可视，尤其是在试样饱和过程中，可根据观察到的试样润湿速度控制进水量的大小，并能对局部集气现象进行及时干预，保证饱和效果，大大提高了试验精度。优选地，在所述测压架的边侧设置有导轨，可以使镜面刻度板升高和下降，以适应水头的变化和多组不同位置的渗透系数的测量。优选地，所述量测装置还包括测压管支撑架，设置在测压管的下方，用于支撑和固定测压管。优选地，所述管道为透明硅胶管；所述渗透仪还包括滤板支承，用于支撑滤板，滤板支承的一端和滤板的下表面接触，另一端和圆筒底面的上表面接触。本技术还提供了一种利用上述试验装置测量土的渗透系数的方法，包括以下步骤：(1)用透明硅胶管将测压孔与测压管相连通；(2)用透明硅胶管连接供水水源，作为供水管；(3)用透明硅胶管连接进水口，作为调节管；(4)将调节管和供水管连通，水通过进水口进入渗透仪内至渗透仪的水位没过滤板；(5)将土样分层装入渗透仪的圆筒内，每层厚2～3cm，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制其孔隙比，每层试样装好后，打开水源，使水从进口处缓缓进入渗透仪内，充水至土样逐渐饱和。依上述步骤逐层装样和饱和，至试样高出最上方的测压孔3～4cm；(6)在土样的顶部铺一层厚度为2cm的砾石作为缓冲层，继续充水，至溢流槽2有水溢出；(7)静置数分钟后，检查测压管的水位是否与溢流槽的水位齐平，如不齐平，用吸水球吸气排水调整测压管的水位，至测压管和溢流槽的水位齐平；(8)提高调节管管口使其高于溢流槽，然后将调节管与供水管分开，并将供水管置于渗透仪的圆筒内，打开水源，使水由渗透仪的顶部注入；(9)降低调节管管口，使其位于土样上部1/3处，造成水位差，形成自上而下的渗流，水即渗过试样，经进水口由调节管流出，在渗流过程中，调节水源的供水速度，保证供水量大于溢流量，且溢流槽一直有水溢出，以保持常水位；(10)待测压管的水位稳定后，记录各测压管的水位。开动秒表，同时用量筒接取经一定时间内进水口的出水量；(11)测记进水与出水处的水温，取平均值；(12)降低调节管管口至土样中部及下部1/3处，以改变水力坡降，重复步骤(9)～(11)，进行多组平行试验，记录读数；土样的渗透系数的计算公式为：式中kT——水温为T℃时土样的渗透系数(cm/s)；Q——时间t秒内的渗出水量(cm3)；L——两测压管中心间的距离(cm)；A——土样的断面积(cm2)；H——平均水位差([(h1-h2)+(h2-h3)]/2)，其中h1为与第一测压孔相连通的测压管的读数、h2为与第二测压孔相连通的测压管的读数(cm)、h3为与第三测压孔相连通的测压管的读数；t——时间(s)。和现有技术相比，本技术具有以下有益效果和优点：渗透仪通体采用透明亚克力材料制作，便于试验操作和观察；溢流槽使水头更加平稳，保证实验为常水头渗透；量测装置采用带有刻度线的亚克力镜面玻璃作为刻度板，读数更加精准，且该刻度板可以沿导轨上下移动，满足多个位置的试验数据测量。相比较现有传统的常水头试验仪器，该装置具有质量轻、操作简便、易于观察、测量精度高等特点。附图说明图1是实施例提供的常水头的渗透试验装置的示意图；图2是实施例提供的渗透仪的示意图；图3是实施例提供的量测装置的示意图；1-测压孔；2-溢流槽；3-导流槽；4-进水口；5-测压架；6-镜面刻度板；7-导轨；8-测压管；9-测压管支撑架；10-滤板；11-滤板支承；12-滤网；13-小直径亚克力管；14-大直径亚克本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种常水头的渗透试验装置，其特征在于包括渗透仪和量测装置，所述渗透仪和量测装置通过管道连接；所述渗透仪包括底座和圆筒，圆筒和底座上下连接，底座用于支撑圆筒；圆筒的侧壁上从下到上分布有进水口和溢流槽，圆筒内设置滤板，滤板平行于底座且高于进水口设置；所述量测装置包括镜面刻度板和测压管，镜面刻度板用于测量测压管的水位，测压管固定在镜面刻度板前，当测压管的水位线和所述水位线在镜面刻度板上的投影线重合时，说明量测人员的视线水平，此时读取的刻度板上的读数即为准确读数；所述渗透仪还包括测压孔，测压孔分布在圆筒壁上，所述管道的一端连通测压孔，另一端连通测压管的下端。/n
【技术特征摘要】
1.一种常水头的渗透试验装置，其特征在于包括渗透仪和量测装置，所述渗透仪和量测装置通过管道连接；所述渗透仪包括底座和圆筒，圆筒和底座上下连接，底座用于支撑圆筒；圆筒的侧壁上从下到上分布有进水口和溢流槽，圆筒内设置滤板，滤板平行于底座且高于进水口设置；所述量测装置包括镜面刻度板和测压管，镜面刻度板用于测量测压管的水位，测压管固定在镜面刻度板前，当测压管的水位线和所述水位线在镜面刻度板上的投影线重合时，说明量测人员的视线水平，此时读取的刻度板上的读数即为准确读数；所述渗透仪还包括测压孔，测压孔分布在圆筒壁上，所述管道的一端连通测压孔，另一端连通测压管的下端。
2.根据权利要求1所述的常水头的渗透试验装置，其特征在于，所述圆筒上还分布有导流槽，导流槽位于溢流槽下方，用于将溢流槽溢出的水排出渗透仪。
3.根据权利要求1所述的常水头的渗透试验装置，其特征在于，所述测压孔包括第一测压孔、第二测压孔和第三测压孔，第一测压孔、第二测压孔和第三测压孔在圆筒壁上从上到下依次设置，测压管包括第一测压管、第二测压管和第三测压管，第一测压管和第一测压孔相连通，第二测压管和第二测压孔相连通，第三测压管和第三测压孔相连通。
4.根据权利要求1所述的常水头的渗透试验装置，其特征在于，在测压孔处设置滤网，用亚克力管将滤网嵌固在圆筒壁上，防止土壤颗粒从测压孔漏出，阻塞管道，有利于连接管道；所述亚克力管包括大直径亚克力管和小直径亚克力...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴凌真，孙首栋，段志松，梁家铭，杨瑾，田森，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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